2020-05-21
139
Под электромагнитными колебаниями понимают периодические изменения с течением времени q – заряда, U – напряжения, I – силы тока; 
– энергии электрического поля; 
– энергии магнитного поля, 
– напряженности электрического поля; 
– магнитной индукции и т. д. Электромагнитные колебания происходят в электрическом колебательном контуре – электрической цепи, содержащей последовательно соединенные конденсатор емкостью С и катушку с индуктивностью L.
Если активное сопротивление колебательного контура R = 0, то такой контур называется идеальным. В идеальном колебательном контуре не происходит потери энергии колебаний на джоулево тепло (нагревание проводника), и поэтому в таком контуре наблюдаются свободные незатухающие электромагнитные колебания.
Рассмотрим подробнее свободные электромагнитные колебания. Пусть в начальный момент времени (t = 0) конденсатору сообщают максимальный заряд q = qm (рис. 2.12). Ток в контуре в начальный момент времени отсутствует (I = 0), а следовательно, и энергия магнитного поля катушки тоже равна нулю. Полная энергия колебательного контура при t = 0 – это максимальная энергия электрического поля заряженного конденсатора.
|
|
|
Рис. 2.12
Так как обкладки конденсатора соединены с концами катушки индуктивности, то конденсатор начинает разряжаться. Разрядный ток в контуре возрастает постепенно из-за возникновения в катушке э.д.с. самоиндукции. В момент времени t = T/ 4 конденсатор полностью разряжается (q = 0), а сила тока достигает максимального значения (I = Im). Теперь полная энергия колебательного контура – это максимальная энергия магнитного поля катушки. Причем, т. к. в идеальном контуре отсутствуют потери энергии на джоулево тепло, то
В течение второй четверти периода конденсатор постепенно заряжается. В момент времени t = T/ 2 конденсатор полностью перезаряжается (знаки зарядов его обкладок меняются на противоположные по сравнению с первоначальным состоянием). Ток в контуре в этот момент времени снова равен нулю.
В течение третьей и четвертой четверти периода процессы повторяются, но в обратном направлении.
